LTE下行链路多用户MIMO块对角化预编码算法的研究

发布时间：2017-08-31 08:11

  本文关键词：LTE下行链路多用户MIMO块对角化预编码算法的研究

  更多相关文章： 计算复杂度 块对角化 GSO-LDL~H 算法 功率分配 快速注水算法

【摘要】：3GPP长期演进项目(LTE)作为最近几年被ITU提出的通信标准,不仅拥有第三代移动通信系统标准适应高速移动且传输质量高的优点,并且可以达到100Mps的下行传输速率,而在其后提出的高级长期演化(LTE-A),作为LTE的后期演化目标,已经具备了ITU关于4G通信技术的一切标准,并有了某些技术领域的革新进步。无论是LTE-A还是LTE,想要下行链路的高速传输速率,多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)以及能提高MIMO性能的预编码技术是不可或缺的。预编码算法可以很好的改善MIMO系统的系统性能,是研究MIMO发展的重要方式。本文为了进一步改善LTE下行链路性能,对预编码算法以及其功率分配方式做了进一步研究。首先,本文分析了预编码算法现状,提出了基于SINR的功率分配方式,这种功率分配方式在整个预编码中相对于注水原理计算复杂度是比较低的。研究了该功率分配方式块对角化算法(BD)中的应用,该算法通过奇异值分解得到预编码矩阵,用SINR来实现功率分配。由于避免了注水原理的迭代运算,因此功率分配计算复杂度有所降低。与此同时,系统和容量与误码率相对于传统平均功率分配方式都有了明显的提升。另外,为了在保证系统误码率性能不受损失的条件满足情况下最大化程度的降低块对角化预编码算法的计算复杂度,提出一种通过对求解信道伪逆矩阵来进行格拉姆-施密特正交化并且对正交化矩阵再进行LDL~H分解的MIMO块对角化预编码改进算法,简称GSO-LDL~H算法。这种预编码算法首先通过对求得信道违逆矩阵的零空间向量来进行格拉姆-施密特正交得到等效信道矩阵,然后对等效矩阵采用能提供均匀增益的LDL~H分解方式实现信道优化,从而获取最后的预编码阵。最后,用简化搜索注水线方式的快速注水算法来分配系统功率。通过仿真显示出,相比较于传统块对角化算法,GSO-LDL~H算法在提高误码性能且和容量没有变化的前提下,系统计算复杂情况显著下降。
【关键词】：计算复杂度 块对角化 GSO-LDL~H 算法 功率分配 快速注水算法
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.31;TN929.5
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第一章 绪论7-12
• 1.1 引言7
• 1.2 研究背景和意义7-8
• 1.3 国内外研究现状8-10
• 1.4 论文的主要内容以及工作安排10-12
• 第二章 LTE关键技术和物理层概念12-21
• 2.1 LTE概述12-13
• 2.2 LTE下行链路物理层结构概述与处理流程13-15
• 2.3 LTE物理层核心技术15-21
• 2.3.1 OFDM技术15-18
• 2.3.2 MIMO技术18-21
• 第三章 LTE预编码技术21-32
• 3.1 非线性预编码21-22
• 3.2 基于码本的线性预编码22-27
• 3.2.1 码本设计流程22-23
• 3.2.2 码本特性23-24
• 3.2.3 码本的设计与选择24-27
• 3.3 基于非码本的线性预编码27-32
• 3.3.1 几何均值分解（GMD）预编码矩阵28-29
• 3.3.2 奇异值分解算法（SVD）29-30
• 3.3.3 统一信道分解算法（UCD）30-32
• 第四章 改进型多用户MIMO预编码算法32-46
• 4.1 线性非码本预编码算法介绍32-38
• 4.1.1 迫零预编码算法32-33
• 4.1.2 最小均方误差MMSE算法33-34
• 4.1.3 最大信漏噪比预编码算法34-35
• 4.1.4 块对角化预编码算法35-36
• 4.1.5 系统仿真分析36-38
• 4.2 改进功率分配的块对角化预编码算法38-41
• 4.2.1 几种功率分配方式介绍38-40
• 4.2.2 系统分析与仿真40-41
• 4.3 改进型块对角化预编码算法41-46
• 4.3.1 算法实现流程42-43
• 4.3.2 系统分析仿真43-46
• 第五章 总结与展望46-48
• 5.1 对于本文内容的总结46
• 5.2 对于未来工作展望46-48
• 参考文献48-53
• 硕士研究生期间发表论文情况53-54
• 致谢54-55

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本文编号：764444